JPS6336039A - 内燃機関の燃料供給量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は内燃機関の燃料供給量制御装置に関する。

〔従来の技術〕

内燃機関、例えば燃料噴射式の内燃機関では機関の種々
の運転条件に応じた燃料供給量を演算し、この演算され
た量の燃料が供給されるように燃料噴射弁を駆動してい
る。運転条件として機関の負荷があるが、負荷代表因子
として吸入空気量一回転数比を検出するのが普通である
。吸入空気量はエアーフローメータ等によって計測され
る。しかし、エアーフローメータのような体積流量型の
吸入空気量検出器の検出値は過渡的には正確な吸入空気
量の状態を表していない。即ち、スロットル弁を閉から
開に駆動する過渡状態ではエアーフローメータはエンジ
ン燃焼室を充填する空気量だけでなく、スロットル弁下
流から燃焼室までの吸気管を充填する空気量をも計測す
る。これは、エアーフローメータによってエンジンの要
求より過大な空気量が吸入空気量となることを意味する
。そこで、過渡時においてエアーフローメータの計測値
を実際のエンジンの要求する吸入空気量値に修正するた
め、まずオーバーシュート的な誤差の対策としてエアー
フローメータ計測値（又は吸入空気量一回転数比演算値
）の上限を設定しく所謂ガード処理）でいる。そして、
エアーフローメータ計測値の変化割合をエンジンの要求
する吸入空気量の実際の変化割合と一致させるためエア
ーフローメータ計測値の鈍化処理（所謂なまし）を行っ
ている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来技術ではガード処理されたエアーフローメータ計測
値の鈍化処理が行われていた。即ち、オーバーシュート
ｉが所定値を超えると、加速の度合に無関係にガードが
かけられ、吸入空気量又は吸入空気量一回転数比の上限
値が設定される。ところが、この方法ではオーバーシェ
ード量が燃料噴射量に全熱反映されないので急加速時と
緩加速時とで最適ななまし程度を得るのが困難である。

例えば、急加速時に適合するようになまし割合を小さく
すると、緩加速時になまし割合が過小となり、空燃比が
過濃となる。逆に、緩加速時に適合するようになまし割
合を大きくとると、急加速時の運転性能が得られない。

この問題点を解決するため、なまし割合を急加速か緩加
速かで切り替えることが提案されている。

急加速か緩加速かは、例えば、過給機が作動か停止かで
知ることができる。そこで過給機作動時にはなまじ割合
を小さくし、過給機停止時はなまじ割合を大きくする。

ところが、この方法でも運転状態に応じて最適ななまし
割合を得るのは困難である。即ち、過給機が作動中にか
ぎっても、急加速か緩加速かの違いがある。従って、過
給機の作動中において急加速に適合したなまし割合にす
れば、過給機は作動するが緩加速であるという運転時に
空燃比が過濃になる。逆に過給機作動中の緩加速に適合
させれば、過給機作動中の急加速時に加速性能が得られ
ない。

この発明では、加速の程度に係わらず常に最適ななまし
割合を得ることができるようにすることを目指すもので
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

第１図において、この発明の内燃機関の燃料供給量制御
装置は、内燃機関に燃料を供給するための燃料供給手段
１と、内燃機関へ供給される吸入空気量を計測するため
の体積流量型吸入空気量計測手段２と、計測された吸入
空気量より機関に導入すべき燃料供給量を演算する手段
３と、演算された燃料供給量を吸入空気量の変化によっ
て鈍化する手段４と、鈍化された燃料供給量因子演算値
の限界を設定するガード手段５と、ガードされた燃料供
給量に応じた量の燃料が機関に供給されるように燃料供
給手段を制御する手段６とから構成される。

〔実施例〕

第２図において１０はシリンダブロック、１２はピスト
ン、１４はコネクティングロッド、】６は燃焼室、１８
はシリンダヘッド、２２は吸気弁、２４は吸気ボート、
２５は燃料噴射弁、２６は排気弁、２８は排気ポートで
ある。吸気ポート２４はサージタンク２９、インククー
ラ３０．、ｉ城代過給機３１、スロットル弁３２を介し
てエアーフローメータ３４に接続される。３８はディス
トリビュータである。

機械式過給機３１は、例えば、ルーツポンプとして構成
され、その回転軸３１ａ上にプーリ３３が設けられる。

プーリ３３はベルト３５を介してクランク軸ｔＯａ上の
プーリ３６に連結される。過給機３１の回転軸３２上の
プーリ３３は電磁クラッチ３７を備える。電磁クラッチ
３８は低回転・低負荷時は解放され、クランク軸１０ａ
の回転は過給機３１に伝達されない。一方、高回転・高
負荷時には電磁クラッチ３７は係合され、クランク軸１
０ａの回転は過給機３１に伝達され過給作動が行われる
。

４２はマイクロコンピュータとしての制御回路であり、
種々のセンサからの信号によって、必要な演算を行い、
燃料噴射弁２５への燃料噴射信号及び過給機作動クラッ
チ３７への駆動信号を形成するようにプログラムされて
いる。制御回路４２は中央処理袋！（ＣＰＵ）４４と、
メモリ４６と、入力ボート４８と、出力ボート５０と、
これらを接続するバス５２とを基本構成要素とする。入
力ボート４８には以下のセンサが接続される。前記のエ
アーフローメータ３４がらは吸入空気ＮＱに応じた信号
が供給される。ディストリビュータ３８にクランク角セ
ンサ５６，５８が設置される。

第１のクランク角センサ５６はディストリビュータ軸３
８ａの１回転、即ち７２０°ＣＡ毎の信号Ｇを発生し、
基準信号となる。−力筒２のクランク角センサ５８はク
ランク軸の３０″毎の信号ＮＥを発生し、周知のやり方
でエンジン回転数を知ることができる。この他のセンサ
も設置されるが、これらはこの発明と直接関係しないの
で説明を省略する。

出力ボート５０は燃料噴射弁駆動回路６４を介して燃料
噴射弁２５に接続される。駆動回路６４は比較レジスタ
６６と、ゲート６８．７０と、双安定回路７２とより成
る。双安定回路７２はゲート６８によりセットされ、ゲ
ート７０によりリセットされる。比較レジスタ６６の一
方の入力は制御回路４２のフリーランカウンタ（現時刻
を知るのに使用される）７３に接続される。なお、駆動
回路は例示であり他の形式の駆動回路を採用することが
できる。また出力ボート５０は過給機の電石仔クラッチ
３８に接続される。

以下制御回路４２の作動をフローチャー１・によって説
明する。尚、過給機３１を作動する電磁クラッチ３７の
制御自体はこの発明と直接関係しないので説明を省略す
る。

第３図は燃料噴射量演算ルーチンを示し、このルーチン
は例えば４ｍ秒毎にメインルーチン内で実行される。ス
テップ１００では吸入空気量一回転数比ＱＮが、 ＱＮ＝Ｃ／　（ＵｘＮＥ） によって計算される。ここにＮＥはエンジン回転数、Ｕ
はエアーフローメータによる計測値で吸入空気ＩＱの逆
数に比例した信号として得られる。

Ｃは定数でり、そのエアーフローメータによって決まる
特性値である。

ステップ１０２では吸入空気量一回転数比のなまし値Ｑ
Ｎ”の演算が、 ＱＮ”　−（（Ｋ＋−１）ＱＮ、＋ＱＮ）／に＋によっ
て実行される。ここにＱＮ、は前回このルーチンを実行
したとき得られた吸入空気量一回転数比ＱＮの値、Ｋ、
はなまし定数（〉１゜０）である。この式はなまし値Ｑ
Ｎ“が、現在の吸入空気量一回転数比ＱＮに１の重みを
、前回のなまし値ＱＮ、にＫｏ　　　１の重みを付けた
平均値であることを意味する。即ち、実際の吸入空気ｌ
−回転数比ＱＮより控え目な値となるように吸入空気量
一回転数比を修正するものである。

ステップ１０３ではなまし値ＱＮ“が吸入空気量一回転
数比ＱＮを格納するメモリアドレスに転送される。ステ
ップ１０４ではＱＮが吸入空気量−回転数比の最大値Ｑ
　Ｎ　Ｍ　Ａ　Ｘより大きいが否が判別される。最大値
を超えているときはステップ１０５ではＱＮＭＡＸをＱ
Ｎに入れる。そのため、燃料噴射量の演算に使用される
吸入空気量一回転数比はＱＮＭＡＸを超えることがない
ようにガードされる。ステップ１０６ではこのＱＮが、
前回の吸入空気量一回転数比を格納するメモリアドレス
ＱＮ、に転送される。ステップ１０７では基本噴射量Ｔ
Ｐが、 Ｔｐ＝ｋＸＱＮ により演算される。ここに、ｋは定数である。

ステップｌＯ８では最終噴射１ＴＡＵがＴＡＵ＝ＴｐＸ
α（１＋β）＋ｒ により演算される。ここに、α、β、γはフィードバッ
クや、水温や、加速等の種々の補正因子を代表している
。

第４図はクランク角割り込みルーチンを示しており、燃
料噴射を行う時期の手前のクランク角度をクランク角セ
ンサ５６．５８によって検知して実行される。ステップ
１１４では燃料開始時刻り。

が演算される。ステップ１１６では噴射終了時刻ｔ、が
演算される。１．．１．の演算は、気筒別噴射の場合に
は吸気行程中に噴射が行われるように最終噴射時間ＴＡ
Ｕより容易に計算することができる。ステップ１１８で
は、噴射開始時刻ｔ１が比較レジスタ６６にセットされ
る。ステップ１２０では割り込み許可フラグＦＡがセッ
トされ、燃料噴射禁止フラグＦ８がリセットされる。

噴射開始時刻ｔ、が来ると、比較レジスタ６６の双方の
入力の値が一致するので同レジスタは１１ｉｇｈ信号を
出力し、Ｆａ　＝ｌ、　　Ｆａ　＝ｏであるのでゲート
６８がＯＮとなり双安定回路７４がセットされ、燃料噴
射弁２５よりの燃料噴射が開始されると同時に、第５図
の時刻一致割り込みルーチンが起動される。ステップ１
２８では噴射終了時刻ｔ０が比較レジスタ６６にセット
される。ステップ１３０ではフラグＦＡかりセットされ
、ＦＢがセットされる。噴射終了時刻ｔ３が来ると比較
レジスタ６６の双方の入力が一致するので、旧ｇｈ信号
が出力される。フラグ　ＦＡ　−０，ＦＢ　＝１である
ことからゲート７ｏがＯＮとなり、双安定回路７２はリ
セットされ、燃料噴射弁２５は閉弁される。このように
して演算された１ｉＴＡＵの燃料噴射がエンジンの所望
の行程中に実行される。

第６図はこの発明の詳細な説明する線図である。

加速運転が■の時点で行われたとするとスロットル弁の
開度は急増する（例えばスロットル弁をアイドル開度か
ら２０°開ける場合を想定している。）■は過給機３１
の作動量始時点を示し、ここよりＱＮが立ち上がる。加
速がｌのように急加速であれば、吸入空気量一回転数比
ＱＮの変化は１１のように大きなオーバーシュートが得
られ、加速がｍのように緩慢に行われたときはオーバー
シュートはｍ、のように小さい。なまし値ＱＮ“は加速
が急か緩かによって１１２．ｍ２のように変化する。

即ち、加速が急であればなまし値は大きく、小さければ
小さく、加速割合に応じたなまし値が得られる。ガード
値はｎであり、燃料噴射量を演算するだめの吸入空気量
一回転数比はこの値ＱＮＭＡＸを超えない。

〔発明の効果〕

この発明では吸入空気量一回転数比のなまし量を計算し
、なまされた吸入空気量一回転数比が最大値を超えない
ようにガードをかけている。そのため、ガードをかける
吸入空気量一回転数比に加速割合が反映されている。か
くして、加速割合に応じた最適ななましを行うことがで
きる。

従来のように加速が急か緩かに応じたなまし割合の切替
が不用であるため、その分プログラムが簡単となり、コ
ンピュータの必要ワード数を節約することができる。

実施例では吸入空気量一回転数比をなまし、これにガー
ドをかけているが、吸入空気量自体をなまし、これにガ
ードをかけその後基本噴射量を演算することができる。

更に、基本噴射匿をなまし、これにガードをかけるよう
にしてもよい。

また、実施例は燃料噴射システムについて説明している
が、それ以外の燃料供給システムについても採用するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の構成図。 第２図は実施例の構成図。 第３図から第５図は制御回路の作動を説明するフローチ
ャート。 第６図はこの発明の詳細な説明するタイミング図。 ２５・・・燃料噴射弁 ３２・・・スロットル弁 ３４・・・エアーフローメータ ３８・・・ディストリビュータ ４２・・・制御回路 ５６．５８・・・クランク角センサ 第３図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 以下の構成要素より成る内燃機関の燃料供給量制御装置
   、 内燃機関に燃料を供給するための燃料供給手段、内燃機
   関へ供給される吸入空気量を計測するための体積流量型
   吸入空気量計測手段、 計測された吸入空気量より機関に導入すべき燃料供給量
   を演算する手段、 演算された燃料供給量を吸入空気量の変化によって鈍化
   する手段、 鈍化された燃料供給量因子演算値の限界を設定するガー
   ド手段、 ガードされた燃料供給量に応じた量の燃料が機関に供給
   されるように燃料供給手段を制御する手段。